5.4 路面不平度统计特性
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路谱为本词条添加义项名道路谱,指道路路面谱,简称路谱,指的是路面不平度的功率谱密度曲线。
作为汽车振动输入的路面不平度,主要采用位移功率谱密度描述其统计特性,路面不平度的时间历程可以视作平稳随机过程处理。
目录1路谱定义2路谱的采集与测量3路谱采集的意义展开1路谱定义道路谱,指道路路面谱,简称路谱,指的是路面不平度的功率谱密度曲线。
作为汽车振动输入的路面不平度,主要采用位移功率谱密度描述其统计特性,路面不平度的时间历程可以视作平稳随机过程处理。
1.1路面不平度路面不平度,是车辆工程常用的名词,道路工程则常用路面平整度。
路面不平度指的是道路表面对于理想平面的偏离,它具有影响车辆动力性、行驶质量和路面动力载荷三者的数值特征。
路面不平度曲线的纵坐标是路面的纵向位移变化值,横坐标表示道路的长度,是时间域的一种,在应用上称为长度域或空间域。
路面不平度根据波长可分为长波、短波和粗糙纹理三种类型。
其中长波引起车辆的低频振动,短波引起车辆的高频振动,而粗糙纹理则引起轮胎的行驶噪音。
1.2道路谱的数学模型在实际的工程应用中,由于目前没有形成比较完整的道路谱数据库,因此在很多设计开发试验中,使用的道路模型都是虚拟生成的。
由于应用的需要这方面的研究有很多,例如功率谱模型、时间序列模型、小波模型、分形模型等。
2路谱的采集与测量路谱的测量主要分为接触式和非接触式两种。
真实路形测量技术,可以认作独立的一类测量方法。
2.1接触式道路谱测量具体方式有:水平仪和标杆,直梁基准仪器,三米直尺,多轮仪,颠簸累积仪,递推式路面计结2.2接触式道路谱测量具体方式有:车载式颠簸累积仪,惯性基准的加速度测量路谱方法,惯性基准的激光断面仪,纵向分布多个位移传感器的测量方法2.3真实路形测量技术具体方式有:拖车式的真实路形计,可精确修正车身姿态的测量方法。
3路谱采集的意义汽车的许多构件上都产生动态应力,引起疲劳损伤,其最终破坏形式是疲劳断裂。
路谱的采集,尤其是载荷谱的采集,其意义就是为随后的实验室台架试验或者多体动力学仿真分析提供可靠地数据支持,从而使工程师对汽车各构建的疲劳寿命能够做出准确的预测与判断。
路面平整度指标
路面平整度指标是指用于评估路面表面的平滑度和平整度的物理指标。
常见的路面平整度指标包括:
1. 表面粗糙度:指路面表面的凹凸不平程度,通常用R值表示。
R 值越小,路面越平整。
2. 平整度:指路面表面的光滑程度,通常用P值表示。
P值越小,路面越平整。
3. 回弹值:指路面在施加压力后弹性恢复的程度,通常用
db(N/m2)表示。
回弹值越小,路面越平整。
4. 压缩变形率:指路面在施加压力后压缩程度的大小,通常用%R 表示。
压缩变形率越小,路面越平整。
这些指标可以通过测量路面上的压强、弹性恢复、压缩变形等物理特性来获取。
路面平整度指标对于车辆在路面上行驶的稳定性、安全性和舒适性具有重要影响,因此广泛应用于道路建设、道路维护和汽车制造等领域。
关于路面不平度测量研究摘要:随着传感器技术、计算机技术和信号处理技术的飞速发展,人们对路面不平度的采集、测量和各种试验方法也在不断的更新和改进。
近年来,这一领域已经涌现出了多种测量和试验分析的新方法。
本文分析了传统路面不平度的测试方法,为行内探讨提供参考或借鉴。
关键词:路面不平度;测量;仪器引言:路面不平度是指道路表面相对于理想参考平面的偏离。
近年来,随着对公路服务质量要求的不断提高及路面管理系统的不断发展,随着传感器技术、计算机技术和信号处理技术的飞速发展,人们对路面不平度的采集、测量和试验的方法也在不断的更新和改进,这一领域陆续出现了多种测量和试验分析的新方法。
一、国内路面不平度测量历史与现状国内于20 世纪60 年代开始路面不平度的测量与研究。
1965 年,长春汽车研究所用标杆法测量了江苏、安徽等省的若干公路的路面不平度,并进行了谱估计。
70 年代以来,一汽和吉林大学合作,在路面测量和统计分析方面作了较深入的工作,并完成了海南试验场可靠性跑道的设计与构筑。
目前,较为完善的中国道路路谱数据相对匮乏,但其在汽车研发阶段的作用日益受到各大汽车公司的关注。
早在1988 年,为了使富康轿车能够适应中国的道路条件和使用条件,中法双方专家就共同组织了在中国不同地区的行驶试验,包括多种地形、多种路况,记录了大量试验数据通过对试验过程记录数据的分析,中法专家对将要引进的产品提出了30 项改进意见,以适应中国的道路条件和使用条件。
1996 年,美国通用公司派专家测量了中国的部分路谱,根据路谱统计结果对上海通用公司生产的轿车的悬挂系统做了改进。
近些年,一些企业、大学进行了越来越多的道路谱数据测量工作。
从2008 年8 月起,国家“863”计划资助的项目开始在全国大范围内进行道路谱数据采集,旨在结合实际道路特点,测量道路谱信息、地理信息以及视频信息,建立道路谱数据库,实现室内道路模拟等。
数据采集及应用流程如图1 所示。
路面不平度的数值模拟研究[摘要]在汽车设计开发过程中,常需要预测、研究汽车零部件在时域内振动响应,于是在系统参数已知的情况下,需要即需有公路路面的随机不平度数据。
本文研究了一种公路路面不平度的数值模拟新方法,即直接对已知路面不平度的功率谱密度经过一系列处理获得路面的不平度值,研究表明所得路面不平度数据的功率谱密度与所要求的准确一致,并且这种方法简洁实用、便于操作。
关键词:功率谱密度;路面不平度;傅立叶变换;采样1、引言汽车以一定的速度行驶时,路面的随机不平度通过轮胎、悬架等传递到车身上,并通过座椅将振动传递到人体。
当把汽车近似为线性系统处理时,得到了路面不平度功率谱以及车辆系统的频响函数,就可以求出各响应物理量的功率谱,从而可分析车辆振动系统参数对各响应物理量的影响和评价平顺性。
然而,汽车振动系统中包括许多非线性元件,如轮胎(有可能离地>、渐变刚度悬架、液力减振器、橡胶减振块及悬架的干摩擦阻尼等。
为获得更准确的结果,特别是在进行振动幅度较大的汽车可靠性等研究时,需采用非线性振动模型⑴。
对于非线性系统,线性系统中熟知的叠加原理不再成立,不能直接采用频域方法进行研究,只能在时域中进行研究。
另外,最近主动、半主动控制悬架的研究已经了人们充分重视,控制系统的反馈信号是时域信号,所以在进行控制策略研究时,也只能在时域中进行。
对于这两类问题,所需的路面激励是时域或空间域信号,而非频域信号。
获得路面随机不平度的方法有两种,一种是实验测试,一种是将路面不平度的功率谱密度变换为空间域激励函数,近年来受到了广泛重视[1-4]。
1984年国际标准化组织在文件ISO/TC108/SC2N67中提出了路面不平度的功率谱密度表达式模型和分等方法。
1986年,中国学者在进行了大量研究的基础上,也提出了类似的表达式和分等方法,制订了相应的国家标准,即GB7031- 86《车辆振动输入一路面平度表示方法》。
对于路面不平度空间域(或时域>内的问题,各国学者进行了大量研究,早期的研究方法有谐波叠加法(或称三角级数合成法>,该方法的基本思想是将路面不平度表示成大量具有随机相位的正弦或余弦之和。